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4 輕金屬冶煉4、1.氧化鋁生產(chǎn)4.1，1。在氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)中、影響能耗的因素甚多 其中礦石品級(jí)。生產(chǎn)方法和工廠規(guī)模對(duì)能耗影響最大,不同生產(chǎn)方法對(duì)鋁土礦的鋁硅比要求不同 對(duì)于拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的鋁土礦鋁硅比.沒(méi)有統(tǒng)一界定，根據(jù)有關(guān)資料.國(guó)外拜耳法氧化鋁廠實(shí)際生產(chǎn)使用的鋁土礦鋁硅比的下限為7。結(jié)合我國(guó)鋁礦石高鋁，高硅的特點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 結(jié)果表明當(dāng)鋁礦石鋁硅比大于8時(shí)、宜采用拜耳法生產(chǎn)最經(jīng)濟(jì)、對(duì)于采用燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的礦石鋁硅比的界限。我國(guó)鋁廠有多年采用鋁硅比為3 5的礦石進(jìn)行生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 并取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo).為此采用燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的礦石鋁硅比以大于3.5為宜,對(duì)于采用聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁的礦石鋁硅比的界限 多年來(lái)曾經(jīng)做過(guò)多次方案比較和論證 如對(duì)鄭州鋁廠、山西鋁廠、貴州鋁廠,中州鋁廠等的論證認(rèn)為,生產(chǎn)規(guī)模大于400kt。經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 聯(lián)合法優(yōu)于燒結(jié)法、礦石鋁硅比大于4。5宜采用聯(lián)合法.鋁硅比大于4.5是針對(duì)聯(lián)合法制訂的.當(dāng)采用串聯(lián)法時(shí)鋁硅比可適當(dāng)降低 選礦拜耳法和石灰拜耳法近年來(lái)已在我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)中被采用.但這兩種生產(chǎn)方法的氧化鋁總回收率都較低 礦耗較高.因此采用這兩種方法適宜的礦石鋁硅比應(yīng)通過(guò)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定 綜上所述,對(duì)于不同品級(jí)的礦石,規(guī)定采用不同的生產(chǎn)方法是必要的。氧化鋁的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)盡量采用能耗低的拜耳法或聯(lián)合法 4。1，2,產(chǎn)品能耗與生產(chǎn)規(guī)模有直接的關(guān)系.節(jié)能降耗是體現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)的一個(gè)方面,根據(jù)國(guó)家發(fā)改委規(guī)定，新建氧化鋁項(xiàng)目必須經(jīng)過(guò)國(guó)務(wù)院投資主管部門批準(zhǔn).利用國(guó)內(nèi)鋁土礦資源的氧化鋁項(xiàng)目起步規(guī)模必須是年生產(chǎn)能力800kt及以上,自建鋁土礦山比例應(yīng)達(dá)到85,以上。配套礦山的總體服務(wù)年限必須在30年以上 利用進(jìn)口鋁土礦的氧化鋁項(xiàng)目起步規(guī)模必須是年生產(chǎn)能力600kt及以上.必須有長(zhǎng)期可靠的境外鋁土礦資源作為原料保障，通過(guò)合資方式取得5年以上鋁土礦長(zhǎng)期合同的原料達(dá)到總需求的60。以上,4,1,3 本條對(duì)氧化鋁單位產(chǎn)品綜合能耗作出規(guī)定、1、氧化鋁生產(chǎn)目前國(guó)內(nèi)有拜耳法、燒結(jié)法和聯(lián)合法三種方法。根據(jù)不同的原料選擇合理的生產(chǎn)方法和工藝流程、近年來(lái)氧化鋁生產(chǎn)方法又增加了、選礦拜耳法。和、石灰拜耳法,所謂，選礦拜耳法，其實(shí)質(zhì)是將不宜直接用拜耳法處理的品位較低的礦石經(jīng)選礦處理,得到鋁硅比較高的適用拜耳法的精礦，再用傳統(tǒng)的拜耳法工藝處理，所謂 石灰拜耳法,是針對(duì)品位較低的礦石而在溶出過(guò)程中添加過(guò)量石灰.使其能較經(jīng)濟(jì)地采用拜耳法生產(chǎn)。此外.工藝流程的選擇還應(yīng)根據(jù)可靠的半工業(yè)化試驗(yàn).礦石加工試驗(yàn)資料以及可以采信的其他資料,并進(jìn)行優(yōu)化、特別是涉及全流程的技術(shù)條件和指標(biāo)。要做全局的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析.在選取試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)還要考慮到試驗(yàn)條件和工藝條件的差異所帶來(lái)的影響。綜合能耗指標(biāo)的確定主要是根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外氧化鋁行業(yè)產(chǎn)品能耗情況的調(diào)查。并參照國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)2007年第64號(hào)公告.鋁行業(yè)準(zhǔn)入條件,規(guī)定的新建拜耳法生產(chǎn)氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)綜合能耗必須低于500kgce.t氧化鋁。其他工藝氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)綜合能耗必須低于800kgce t氧化鋁，現(xiàn)有拜耳法氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)綜合能耗必須低于520kgce、t氧化鋁。其他工藝氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)綜合能耗必須低于900kgce，t氧化鋁，本條規(guī)定的綜合能耗指標(biāo)為三級(jí)。其中一級(jí)為目標(biāo)值,是世界先進(jìn)水平、以，新建準(zhǔn)入。作為三級(jí)能耗指標(biāo)的參考值。現(xiàn)分述如下。在通常情況下。氧化鋁廠設(shè)計(jì)文件中一般只包括全廠的水、電 蒸汽 煤氣，重油.焦炭，煤等項(xiàng)消耗和總能耗.20世紀(jì)80年代末和90年代初、我國(guó)氧化鋁行業(yè)從國(guó)外引進(jìn)拜耳法生產(chǎn)的部分先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備.如間接加熱壓煮溶出.機(jī)械攪拌分解 降膜蒸發(fā)及大型平底沉降槽 深錐高效沉降槽.種子過(guò)濾機(jī)及氫氧化鋁流態(tài)化焙燒爐等,這些先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備經(jīng)設(shè)計(jì) 施工，生產(chǎn)單位消化,吸收。生產(chǎn)中不斷改進(jìn)和完善。已普遍應(yīng)用于氧化鋁生產(chǎn)中 生產(chǎn)技術(shù)和水平都有較大提高，生產(chǎn)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都有較大的改善 能耗大幅度下降。所以本條以工廠實(shí)際生產(chǎn)平均先進(jìn)指標(biāo)作為拜耳法生產(chǎn)能耗設(shè)計(jì)的綜合指標(biāo)。2,燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁在我國(guó)已有50多年的歷史.生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)水平有很大的提高、熟料燒成的燒成煤和生料加煤消耗不斷降低.粗液脫硅采用間接加熱技術(shù).蒸汽消耗也有很大降低。近年來(lái)各廠又分別從國(guó)外引進(jìn)部分先進(jìn)技術(shù)和裝備。如氫氧化鋁流態(tài)化焙燒技術(shù)和裝備、母液蒸發(fā)也分別采用板.管 式多效蒸發(fā)等、這些技術(shù)的采用都取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。目前工廠的實(shí)際消耗平均達(dá)到較為先進(jìn)的水平，把這些指標(biāo)作為燒結(jié)法綜合能耗設(shè)計(jì)指標(biāo)是可行的。3，聯(lián)合法涵蓋拜耳法和燒結(jié)法的有關(guān)工序,因此聯(lián)合法有關(guān)工序的能耗指標(biāo)同樣按拜耳法和燒結(jié)法的相關(guān)工序的能耗指標(biāo)選取.其能耗計(jì)算公式引自現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),鋁土礦生產(chǎn)能源消耗、YS。T。103，其中 當(dāng)?shù)V石鋁硅比大于或小于10時(shí),減少或增加附加值A(chǔ)1,當(dāng)熟料中氧化鋁含量大于或小于35。時(shí)。應(yīng)減少或增加附加值A(chǔ)2,4 1，4、按照氧化鋁工廠設(shè)計(jì)的文件、一般全廠都包括幾個(gè)主要能耗大的單元、或稱為工序.石灰燒制，壓煮溶出,熟料燒成.粗液脫硅,母液蒸發(fā)。氫氧化鋁焙燒等。這些單元的操作過(guò)程都進(jìn)行了熱平衡和單位物料量的熱耗計(jì)算。按工廠的實(shí)際平均先進(jìn)水平和采用新工藝,新技術(shù)后能達(dá)到的水平，作為設(shè)計(jì)規(guī)定單元操作過(guò)程的能耗指標(biāo)、這些指標(biāo)不僅適用于堿石灰燒結(jié)法，而且也適合聯(lián)合法和拜耳法工廠中相應(yīng)的部分、對(duì)目前暫時(shí)還沒(méi)有更先進(jìn)的改進(jìn)措施的單元操作過(guò)程 其能耗指標(biāo)按有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定作為能耗設(shè)計(jì)指標(biāo) 4 1。5。立窯燒制石灰具有投資省，熱耗低和二氧化碳?xì)怏w濃度高的優(yōu)點(diǎn)。立窯更適用于既需要供應(yīng)石灰 又需供應(yīng)高濃度二氧化碳?xì)怏w的生產(chǎn)單位 目前被國(guó)內(nèi)廣泛采用、在僅需要供應(yīng)石灰、特別是對(duì)石灰石分解率要求高而石灰中二氧化碳?xì)埩粢蟮偷陌荻?或生產(chǎn)中需添加石灰量大的.石灰拜耳法。采用回轉(zhuǎn)窯煅燒石灰更為適宜,4。1、6,采用閉路破碎流程,降低入磨礦石的粒度是降低能耗的重要措施,多碎少磨可以有效地節(jié)省碎.磨的總能耗、有關(guān)資料表明、將破碎產(chǎn)品粒度從25mm降至12mm。則破碎工序僅增加能耗1，而磨礦工序可降低8.的能耗 兩者綜合能耗有較大降低.實(shí)踐證明,長(zhǎng)筒型磨機(jī)安裝功率低于短筒型磨機(jī),因此在選擇磨機(jī)時(shí) 除應(yīng)注意礦石性質(zhì)及對(duì)磨礦產(chǎn)品的要求外。應(yīng)優(yōu)先選用長(zhǎng)筒型磨礦機(jī)、拜耳法礦漿磨制可選用格子磨或溢流型球磨機(jī)配水力旋流器閉路一段磨礦流程，或一段棒磨機(jī)開(kāi)路，二段球磨機(jī)配水力旋流器閉路的兩段磨礦流程。4。1、7。間接加熱壓煮溶出可大幅度地減少蒸發(fā)水量，降低能耗.提高溶出溫度 可提高堿的循環(huán)效率、對(duì)改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有明顯效果、目前新建，改建和擴(kuò)建的氧化鋁廠均采用間接加熱溶出技術(shù) 溶出溫度不低于260.采用多級(jí)自蒸發(fā)工藝可充分利用余熱降低生產(chǎn)能耗,新蒸汽冷凝水的熱量和二次蒸汽冷凝水的熱量經(jīng)合理利用后均可達(dá)到節(jié)能降耗的目的。4,1。8。熟料燒成窯是集燃料燃燒.傳熱介質(zhì)，化學(xué)反應(yīng),物料輸送于一體的反應(yīng)設(shè)備,是燒結(jié)法和聯(lián)合法燒成部分的主機(jī),影響燒成窯的產(chǎn)能因素較多.設(shè)計(jì)通常采用相似條件下的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)、按單位傳熱面積產(chǎn)能或單位容積產(chǎn)能推算.并進(jìn)行必要的修正來(lái)確定窯的設(shè)計(jì)產(chǎn)能.在聯(lián)合法生產(chǎn)中.熟料燒成是處理拜耳法生產(chǎn)系統(tǒng)排出赤泥的后續(xù)工序、因而在確定熟料燒成的設(shè)計(jì)能力時(shí)、應(yīng)與拜耳法壓煮溶出的生產(chǎn)能力相適應(yīng)、以保證兩個(gè)系統(tǒng)的平衡.直筒窯加工制造簡(jiǎn)單 備品備件統(tǒng)一。筑爐和檢修方便、多年實(shí)踐表明、直筒窯使用情況良好 單筒冷卻機(jī)熱回收效率高,加工制造簡(jiǎn)單 操作維修方便.對(duì)不同塊度的熟料有較強(qiáng)的適應(yīng)性，4、1,9,近年來(lái) 國(guó)內(nèi)業(yè)界就燒結(jié)法粗液間接加熱脫硅作了大量試驗(yàn)和研究工作，取得了較好的效果,并已產(chǎn)業(yè)化、實(shí)踐表明，間接加熱脫硅與蒸汽直接加熱脫硅相比,可減少蒸發(fā)水量、降低氧化鋁生產(chǎn)的能耗、由于壓煮脫硅采用套管加熱.脫硅器保溫間接加熱，連續(xù)脫硅不僅使二次蒸汽得到利用。新蒸汽冷凝水及二次蒸汽冷凝水的熱量均可回收利用。因此能耗大幅度降低。間接加熱連續(xù)脫硅技術(shù)已在國(guó)內(nèi)大部分氧化鋁廠改、擴(kuò),建工程中采用.4 1,10,增加蒸發(fā)器的效數(shù)是降低蒸發(fā)汽耗的有效方法 為了降低汽耗,目前國(guó)內(nèi)氧化鋁廠已普遍采用五效或六效作業(yè) 由于采用了高效降膜蒸發(fā)器及多效逆流蒸發(fā)流程,母液自蒸發(fā)排出二次蒸汽熱量，各效新蒸汽冷凝水的熱量和二次蒸汽冷凝水的熱量得到合理利用。因此母液蒸發(fā)的汽耗比原有三.四效蒸發(fā)大幅度降低,節(jié)能效果很明顯。蒸發(fā)器的熱媒采用飽和蒸汽，蒸發(fā)器的形式宜選用降膜蒸發(fā)器 析鹽效宜選用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器 4，1,11 流態(tài)化焙燒爐與回轉(zhuǎn)窯相比、具有熱耗低。產(chǎn)品質(zhì)量好.投資省、占地面積小。設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行壽命長(zhǎng),維修費(fèi)用低等諸多優(yōu)點(diǎn) 因而在國(guó)內(nèi)外氧化鋁廠被廣泛采用 國(guó)內(nèi)新建氧化鋁廠均選用流態(tài)化焙燒爐，老廠原有的回轉(zhuǎn)窯已被淘汰 因此新建和改.擴(kuò)，建的氫氧化鋁焙燒系統(tǒng)能耗設(shè)計(jì)應(yīng)按流態(tài)化焙燒技術(shù)的指標(biāo)選取。4,1。12、氧化鋁輸送通常有氣流輸送和機(jī)械輸送兩種，高壓空氣輸送是氣流輸送的一種、輸送動(dòng)力消耗較大。不應(yīng)在新建和改,擴(kuò) 建的工程中采用。機(jī)械輸送和濃相輸送、能耗相對(duì)較低.收塵設(shè)施較小 簡(jiǎn)單 維修工作量小.在今后氧化鋁輸送設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先采用，4.1，13、氧化鋁生產(chǎn)除拜耳法系統(tǒng)主機(jī)為壓煮溶出器。燒結(jié)法生產(chǎn)系統(tǒng)主機(jī)為熟料燒成窯外。近年來(lái)引進(jìn)和開(kāi)發(fā)了氧化鋁廠使用的其他大型設(shè)備 如平底沉降槽、深錐沉降槽,機(jī)械攪拌分解槽。種子過(guò)濾機(jī)、成品過(guò)濾機(jī)等。平底沉降槽設(shè)備簡(jiǎn)單 運(yùn)行費(fèi)用低,操作維護(hù)方便 深錐沉降槽單位沉降面積產(chǎn)能高.占地少，機(jī)械攪拌分解槽與老式空氣攪拌分解槽相比.能耗低,易于設(shè)備大型化、另外。其種子過(guò)濾機(jī),成品過(guò)濾機(jī)等均可采用大型號(hào)過(guò)濾機(jī)。具有產(chǎn)能高.消耗低等優(yōu)點(diǎn)、上述設(shè)備新建和改、擴(kuò)、建的氧化鋁廠已廣泛采用、這些設(shè)備共同特點(diǎn)是 容、面,積大，產(chǎn)能高、操作維修簡(jiǎn)單，與過(guò)去采用的老式沉降槽.分解槽。過(guò)濾機(jī)等設(shè)備相比 能耗都明顯降低,4，1。14。生產(chǎn)中采用串聯(lián)法燒結(jié)低鋁硅比和燒結(jié)純赤泥熟料技術(shù)，可降低聯(lián)合法中熟料和氧化鋁折合比。即降低單位氧化鋁成品熟料量，因?yàn)樵诼?lián)合法中熟料燒成占總能耗的1.3左右，因此降低聯(lián)合法中熟料量即降低燒結(jié)法在聯(lián)合法中的比例，對(duì)降低氧化鋁能耗大為有利,4 1、15，余熱 廢熱屬于二次能源、回收。利用余熱。廢熱。提高二次能源的利用率，降低一次能源的損失 有利于節(jié)省能耗,4，1，17。近年來(lái)、國(guó)內(nèi)氧化鋁廠生產(chǎn)控制和管理水平有較大提高。新建氧化鋁廠和老廠不斷提高氧化鋁生產(chǎn)控制和管理自動(dòng)化裝備水平,采用管，控一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).使生產(chǎn)過(guò)程控制自動(dòng)化和管理信息化，由于氧化鋁廠生產(chǎn)工藝過(guò)程復(fù)雜，區(qū)域分布廣.因此可以按氧化鋁生產(chǎn)工藝流程和車間區(qū)域位置分區(qū)設(shè)置集中控制室.采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)要求對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)?？刂坪凸芾?。以達(dá)到穩(wěn)定安全生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)最佳化運(yùn)行，達(dá)到最優(yōu)化指標(biāo)